המוח הקטן של הלב

לבבותיהם של יצורים חיים, ובהם אנו, בני האדם, פועמים כל הזמן ומזרימים דם לרחבי הגוף, כדי לספק לכל התאים בו חמצן וחומרי הזנה. פעימות הלב הן התכווצויות של תאי שריר, שאותן מתזמנים אותות חשמליים. הלב מסוגל לייצר קצב פעימות בסיסי בעצמו, אך חשוב שפעילותו תהיה מותאמת לצרכים המשתנים של הגוף החי, ולכן היא מושפעת מגורמים חיצוניים, ביניהם הורמונים, כמו אדרנלין, שמופרשים באיבר אחר ומגיעים אליו דרך הדם, וכן מערכת העצבים.

מערכת העצבים שולטת בגוף באמצעות אותות חשמליים וכימיים שהיא מעבירה דרך רשת של תאי עצב, שמקשרים בין המוח לשאר הגוף. חלק מתאי העצב הללו מתקשרים עם הלב ומווסתים את קצב פעולתו. בנוסף, גם ללב עצמו יש רשת תאי עצב מקומית, שמשמשת כמרכז בקרה ומורכבת מתאי עצב המרוכזים באזור הלב ומווסתים את פעילותו המקומית. רשת זו, שנקראת ICNS (ראשי תיבות של Intrinsic Cardiac Nervous System, ובעברית מערכת העצבים הפנימית של הלב), מוכרת כבר עשרות שנים, אך עד כה לא היה ברור אם הסוגים השונים של תאי העצב המרכיבים אותה ממלאים תפקידים שונים בתמיכה בפעילות המורכבת של הלב. במחקר חדש, שפורסם ביולי בכתב העת המדעי Cell, בדקו חוקרים בצורה מעמיקה את “המוח של הלב”, וגילו אוכלוסיות שונות של תאים המלאות תפקידים שונים בתפקוד הלב.

לשם כך החוקרים בודדו את תאי העצב באזור הלב בגופם של עכברים, בחנו את זהותם, ומיפו את החיבורים העצביים שלהם עם אזורים אחרים בגוף. הם השתמשו גם בכלים גנטיים שאפשרו להם להפעיל או להרוג תאי עצב מסוימים.

התברר שמערכת העצבים הפנימית של הלב כוללת שתי אוכלוסיות עיקריות של תאי עצב: תאים שמייצרים בעיקר את החלבון Npy ותאים שמייצרים בעיקר את החלבון Ddah1. שני סוגי התאים שונים זה מזה במכלול החלבונים שהם מייצרים, בנוסף לשני החלבונים הללו, ובחיבורים שהם מקיימים עם אזורים שונים בגוף ובלב. תאי Npy קיבלו בעיקר קלט מעצב מרכזי בגוף שנקרא עצב הוואגוס, או “העצב התועה”, המזוהה עם הפעילות של מערכת העצבים הפאראסימפתטית שמקושרת לרגיעה. לעומת זאת, תאי Ddah1 קיבלו קלט ממערכת העצבים הסימפתטית, שפעילה במיוחד במצבי מאמץ ולחץ. 

לב העניין

כדי להבין מה תפקידן של שתי הקבוצות הללו, החוקרים השתמשו בכלים גנטיים שאפשרו להם לשלוט בפעילות של כל אחת מקבוצות התאים בנפרד. כאשר הפעילו את התאים שמייצרים Npy קצב הלב הואט. ההשפעה הזו, לצד התקשורת שגילו שקיימת בין התאים האלה לבין העצב התועה, העידה שהם חלק ממערכת העצבים הפאראסימפתטית. מעבר לכך, תאי ה-Npy היו נחוצים גם לצורך שמירה על זרימת דם תקינה ללב. לאחר שהחוקרים השמידו אותם, תפקוד הלב הידרדר והעכברים שעליהם נערך הניסוי מתו לאחר כשבוע. הממצא הזה מצביע על חשיבות התאים  לבקרה השוטפת של פעילות הלב.

התמונה הייתה יותר מורכבת עבור התאים שמייצרים Ddah1. הפעלה שלהם לא שינתה את קצב הלב, ופגיעה בהם לא השפיעה על העכברים בתנאים רגילים. עם זאת, כשהחוקרים הכניסו את העכברים למתקן שהגביל את תנועתם וגרם להם לחץ קיצוני, לתאים המייצרים Ddah1 הייתה חשיבות רבה. בהיעדרם, רבים מהעכברים שנחשפו לתנאים מלחיצים לא שרדו. מכאן עולה שתאי ה-Ddah1 אומנם אינם הכרחיים לתפקוד הבסיסי של הלב, אבל חשובים לשמירה על יציבות במצבי לחץ.

פעולתו המורכבת של הלב, המושפעת מהמצב הגופני והנפשי של בעליו, מעסיקה אותנו מאוד. תפקוד הלב קשור באופן הדוק לבריאותם, והבנה מעמיקה של המנגנונים שמבקרים את הלב חשובה לשיפור טיפולים הרפואיים בתחום. המחקר הנוכחי אומנם נערך על עכברים ולא על בני אדם, אבל ממצאיו מסייעים לנו להבין מערכת שמקבלת קלט ממערכות עצביות שונות ומווסתת את פעילות הלב בהתאם למצבו של הגוף בזמן אמת.